多旋翼无人机单镜头倾斜影像采集关键技术研究

发布时间：2017-06-23 22:06

  本文关键词：多旋翼无人机单镜头倾斜影像采集关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,小型电动多旋翼无人机凭借其灵活稳定的飞行性能、良好的开发改装潜力、较低的操控难度和廉价的购置及维护成本,在摄影测量和遥感应用中逐渐崭露头角。随着计算机视觉、并行计算技术的进步和计算机硬件性能的提升,海量、无序、多分辨率影像的快速密集匹配已成为了可能,这使得基于倾斜航空影像的三维重建流程对影像姿态的要求大为降低,多旋翼无人机也能采集到合乎要求的倾斜影像。但是,多旋翼无人机续航时间短、载重量轻等特点限制了其应用范围。若能通过更为轻便、灵活的单镜头相机进行倾斜影像采集,那么无疑会丰富倾斜影像的获取途径,并与传统多镜头倾斜摄影方案进行优势互补。本文根据倾斜摄影的需求和多旋翼无人机的特点,从硬件选型、航摄流程优化和软件研发等角度,对使用单镜头进行倾斜影像采集所涉及到的关键技术进行了较为系统的研究,提出的方案在实际工作中得到了成功应用。主要研究内容及结果如下：(1)分析了传统多镜头相机的倾斜影像拍摄原理,并基于新型实景三维重建软件对倾斜影像质量的要求,提出了单镜头倾斜影像采集方案,并通过实验验证了其可行性；(2)基于实际应用案例,提出了多旋翼无人机使用单镜头相机进行倾斜影像采集的关键外业流程,包括多种类地物的航线规划方法、航片质量控制标准等；(3)经过用户需求调研、使用场景分析和技术选型,设计了一个面向倾斜影像采集需求的移动端地面站App；该地面站App的主要功能是遥控多旋翼无人机、进行航线规划,将倾斜摄影外业流程自动化。并且,基于iOS系统和DJIMobile SDK、GoogleMaps SDK等开发框架,开发实现了该App的多项关键功能。该地面站的功能设计同样可以沿用到其他种类的终端设备以及多旋翼无人机上最后,本文根据行业需求和技术发展趋势,对多旋翼无人机单镜头倾斜影像采集的进一步研究进行了展望。
【关键词】：多旋翼无人机 倾斜摄影 三维建模 地面站 移动端软件 航线规划
【学位授予单位】：长江科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P23
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-22
• 1.1 引言9-10
• 1.2 研究背景10-14
• 1.2.1 倾斜摄影测量10-12
• 1.2.2 无人机的定义及发展历程12
• 1.2.3 无人机的典型组成部分12-14
• 1.3 国内外研究现状分析14-19
• 1.3.1 传统倾斜摄影流程14-16
• 1.3.2 无人机用于倾斜摄影的现状16-18
• 1.3.3 无人机地而站研究现状18-19
• 1.4 论文的研究内容和意义19-20
• 1.4.1 研究内容19-20
• 1.4.2 研究目标及意义20
• 1.5 本文的技术路线20-22
• 第二章 单镜头倾斜摄影可行性论证22-37
• 2.1 可行性分析22-32
• 2.1.1 内业可行性分析22-24
• 2.1.2 外业可行性分析24-28
• 2.1.3 硬件选型分析28-32
• 2.2 实验验证32-36
• 2.2.1 倾斜摄影平台硬件选型32-33
• 2.2.2 实验案例33-36
• 2.3 适用范围分析36-37
• 第三章 外业工作流程37-51
• 3.1 航摄质量控制37-40
• 3.1.1 飞行质量控制标准37
• 3.1.2 摄影质量控制标准37-40
• 3.2 航摄方案的拟定流程40-48
• 3.2.1 了解航摄需求40-41
• 3.2.2 航摄技术参数计算41-44
• 3.2.3 航摄方案规划44-47
• 3.2.4 航线优化47-48
• 3.3 航摄规划示例48-51
• 第四章 地面站App的设计与实现51-72
• 4.1 软件需求分析51-54
• 4.2 软件功能设计54-57
• 4.2.1 任务定义功能54-56
• 4.2.2 任务执行功能56-57
• 4.2.3 任务监督和质量分析功能57
• 4.2.4 其他功能57
• 4.3 技术基础和技术路线57-60
• 4.3.1 技术基础57-58
• 4.3.2 技术路线58-60
• 4.4 关键功能的逻辑设计和实现60-71
• 4.4.1 App启动逻辑60-62
• 4.4.2 无人机数据链路实现62-65
• 4.4.3 地图界而实现65-69
• 4.4.4 手动航线规划69-71
• 4.5 软件功能测试71-72
• 第五章 研究总结与展望72-74
• 5.1 研究总结72-73
• 5.2 不足与展望73-74
• 参考文献74-76
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果76-77
• 致谢77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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  本文关键词：多旋翼无人机单镜头倾斜影像采集关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：476410